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palumbo annaDirigente di Ricerca
Dipartimento di Biologia ed Ecologia degli Organismi Marini

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Fax: +39 081 7641355
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Interessi di ricerca

Risposta degli organismi marini a fattori ambientali
Al giorno d'oggi una sfida emergente riguarda lo studio dei meccanismi mediante i quali gli organismi marini rispondono e si adattano alla crescente pressione esercitata dai cambiamenti climatici e dalle attività umane. Gli effetti di alcune condizioni ambientali (acidificazione, fioriture tossiche, contaminanti, tra i quali le microplastiche) sono studiati in vari organismi marini, in diverse fasi della loro vita, mediante esperimenti di laboratorio o su campo. Si esaminano parametri ossidativi e nitrosativi, compresa la determinazione dello stato redox e di attività enzimatiche antiossidanti, la produzione di molecole antiossidanti, l’espressione di geni legati allo stress, la formazione di ossido nitrico e la sua trasduzione a livello di geni e proteine. Inoltre, viene investigato il ruolo dell'ossido nitrico come mediatore della risposta degli organismi marini alle condizioni ambientali.

Potenziale biotecnologico degli organismi marini
L'ambiente marino, caratterizzato da una elevata biodiversità, rappresenta una fonte ricca di molecole bioattive con potenziali applicazioni biotecnologiche. Tra queste, l'attenzione è rivolta all’ovotiolo, un potente antiossidante che è prodotto dalle uova di riccio di mare come meccanismo di protezione dall’esplosione ossidativa che si ha all’atto della fecondazione. L’ovotiolo è un promettente composto farmacologico, è attivo sulle cellule tumorali ed agisce come fattore neuroprotettivo. L'enzima che catalizza la biosintesi dell’ovotiolo è codificato in diversi genomi di organismi marini, tra cui le diatomee. Mediante un approccio multidisciplinare, che va dalla biologia dello sviluppo alla fisiologia algale, le attività biologiche dell’ovotiolo sono studiate nel riccio di mare e nelle diatomee. La capacità delle diatomee di produrre l’ovotiolo viene esaminata in laboratorio in diverse condizioni ambientali e fasi di crescita allo scopo di ottenere una fonte eco-sostenibile necessaria per la ricerca applicata.

Principali Pubblicazioni

Migliaccio O, Pinsino A, Maffioli E, Smith AM, Agnisola C, Matranga V, Nonnis S, Tedeschi G, Byrne M, Gambi MC, Palumbo A. 2019. Living in future ocean acidification, physiological adaptive responses of the immune system of sea urchins resident at a CO2 vent system. Science of The Total Environment 672: 938-950. ttps://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.005.

Kumar A, AbdElgawad H, Castellano I, Selim S, Beemster GTS, Asard H, Buia MC, Palumbo A. 2018. Effects of ocean acidification on the levels of primary and secondary metabolites in the brown macroalga Sargassum vulgare at different time scales. Science of the Total Environment 643: 946-956. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.176.

Brancaccio M, D’Argenio G, Lembo V, Palumbo A, Castellano I. 2018. Antifibrotic Effect of Marine Ovothiol in an In Vivo Model of Liver Fibrosis. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2018: 5045734, https://doi.org/10.1155/2018/5045734.

Castellano I, Migliaccio O, Ferraro G, Maffioli E, Marasco D, Merlino A, Zingone A, Tedeschi G, Palumbo A. 2018. Biotic and environmental stress induces nitration and changes in structure and function of the sea urchin major yolk protein toposome. Scientific Reports 8:4610. DOI:10.1038/s41598-018-22861-1.

Castellano I, Di Tomo P, Di Pietro N, Mandatori D, Pipino C, Formoso G, Napolitano A, Palumbo A, Pandolfi A. 2018. Anti-inflammatory activity of marine ovothiol A in an in vitro model of endothelial dysfunction induced by hyperglycemia. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2018: 2087373. doi.org/10.1155/2018/2087373.

Kumar A, AbdElgawad H, Castellano I, Lorenti M, Delledonne M, Beemster GTS, Asard H, Buia MC, Palumbo A. 2017. Physiological and Biochemical Analyses Shed Light on the Response of Sargassum vulgare to Ocean Acidification at Different Time Scales. Frontiers in Plant Science 8:570. doi: 10.3389/fpls.2017.00570.

Kumar A, Castellano I, Patti FP, Delledonne M, Abdelgawad H, Beemster G, Asard H, Palumbo A, Buia MC. 2017. Molecular response of Sargassum vulgare to acidification at volcanic CO2 vents - insights from de novo transcriptomic analysis. Molecular Ecology 26:2276-2290. doi: 10.1111/mec.14034.

Migliaccio O, Castellano I, Di Cioccio D, Tedeschi G, Negri A, Cirino P, Romano G, Zingone A, Palumbo A. 2016. Subtle reproductive impairment through nitric oxide-mediated mechanisms in sea urchins from an area affected by harmful algal blooms. Scientific Reports 6:26086. DOI: 10.1038/srep26086.

Castellano I, Migliaccio O, D’Aniello S, Merlino A, Napolitano A, Palumbo A. 2016. Shedding light on ovothiol biosynthesis in marine metazoans. Scientific Reports 6:21506. DOI: 10.1038/srep21506.

Migliaccio O, Castellano I, Cirino P, Romano G, Palumbo A. 2015. Maternal Exposure to Cadmium and Manganese Impairs Reproduction and Progeny Fitness in the Sea Urchin Paracentrotus lividus. PLoS One 10: e0131815. doi:10.1371/journal.pone.0131815.

Migliaccio O, Castellano I, Romano G, Palumbo A. 2014. Stress response to cadmium and manganese in Paracentrotus lividus developing embryos is mediated by nitric oxide. Aquatic Toxicology 156:125-134. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquatox.2014.08.007.

Russo GL, Russo M, Castellano I, Napolitano A, Palumbo A. 2014. Ovothiol isolated from sea urchin oocytes induces autophagy in Hep-G2 cell line. Marine Drugs 12:4069-4085. doi:10.3390/md12074069.

Books

Palumbo A, Castellano I, Napolitano A. 2018. Ovothiol: a potent natural antioxidant from marine organisms. In Blue Biotechnology. Production and use of marine molecules. Part 2: Marine molecules for disease treatment /prevention and for biological research. La Barre S, Bates SS, Eds., pp. 583-610, Wiley VCH, Weinheim, Germany, 2018. DOI: 10.1002/9783527801718.ch18.

Foto

ovotiolo

Dalle uova di riccio di mare un potente antiossidante, l’ovotiolo, con promettenti proprietà farmacologiche.


ossido nitrico

Produzione di ossido nitrico (fluorescenza verde) in uova di riccio di mare in risposta al trattamento con aldeidi tossiche da diatomee.


ossido nitrico

Presenza di ossido nitrico (fluorescenza verde) nella vescicola sensoria (sv) e nelle cellule muscolari (m) di una larva di ascidia.

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